KR20240003445A - 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법 - Google Patents

이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법 Download PDF

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KR20240003445A
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이자오 가오
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상하이 마이크로스타트 포토일렉트릭 테크놀로지 씨오., 엘티디
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Abstract

본 발명은 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법에 관한 것으로, 이 방법은, (1) 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 도말하여 건조시키고, 다시 포지티브 포토레지스트에 한 층의 네거티브 포토레지스트를 도말하여 건조시키는 단계; (2) 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노광시킨 후, 건조시키는 단계; (3) 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계; (4) 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하는 단계; (5) 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및 (6) 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 종래의 단일 노광 포토리소그래피 기술에 비해, 본 발명은 방법이 간단하고, 패턴 윤곽화를 통해, 종래 기술보다 더 높고 더 작은 라인 폭을 구현하므로, 이 방법은 반도체 공정에 널리 사용될 수 있고, 광범위한 연구 및 응용 가치를 갖는다.

Description

이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법
본 발명은 반도체 미세 구조 가공 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법에 관한 것이다.
집적 회로의 급성장은 관련 제조 공정에서 포토리소그래피의 발전에 의존하는데, 포토리소그래피 기술은 현재까지 구현할 수 있는 가장 높은 정밀도의 가공 기술이다. 포토리소그래피 기술은 정밀한 미세 가공 기술이다. 일반 포토리소그래피 기술은 파장이 135 내지 4500Å인 자외선을 이미지 정보 캐리어로, 포토레지스트를 중간 또는 이미지 기록 매체로 사용하여, 그래픽의 변환, 전사 및 처리를 구현하고, 궁극적으로 이미지 정보를 웨이퍼에 전달하며, 주로 실리콘 웨이퍼, 또는 유전층 상의 일종의 공정이다.
원칙적으로, 포토리소그래피 기술은 빛 조사 작용 하에서, 포토레지스트(photoresist)를 통해 마스크의 그래픽을 기판에 전사하는 기술을 의미한다. 이의 주요 공정은, 먼저 자외선이 마스크를 통해 한 층의 포토레지스트 박막이 있는 기판 표면에 조사되어, 노광 영역의 포토레지스트에 화학 반응을 발생시키며; 다시 현상기술을 통해 노광 영역 또는 비노광 영역의 포토레지스트를 용해시켜 제거함으로써, 마스크의 패턴을 포토레지스트 박막에 복제하고; 마지막으로, 에칭 기술을 이용하여 패턴을 기판에 전사하는 것이다. 여기에서, 포토레지스트는 주로 포지티브 포토레지스트와 네거티브 포토레지스트로 나뉠 수 있다. 포지티브 포토레지스트는, 그 노광 부분이 광화학 반응을 일으켜 현상액에 용해되는 반면, 비노광 부분은 현상액에 용해되지 않는 특성을 갖는다. 네거티브 포토레지스트는, 그 노광 부분이 가교 경화 또는 광화학 반응으로 인해 현상액에 용해되지 않는 반면, 비노광 부분은 현상액에 용해되는 특성을 갖는다.
포토리소그래피는 집적 회로에서 가장 중요한 가공 공정으로, 이는 금속 가공 작업장의 선반과 같은 역할을 한다. 전체 칩 제조 공정에서, 거의 모든 공정이 포토리소그래피 기술 없이는 실시될 수 없다. 포토리소그래피는 칩 제조에서 가장 핵심적인 기술이기도 하며, 이는 칩 제조 비용의 35% 이상을 차지한다.
포토리소그래피 기술은 주로 노광원에 따라 일반적인 광원으로 자외선(UV), 심자외선(DUV), 극자외선(EUV)이 포함되는 광학 리소그래피, 및 주로 일반적으로 X-선, 전자빔, 이온빔 리소그래피 등이 포함되는 입자빔 리소그래피로 나뉜다.
통상적으로, 광학 리소그래피에서, UV 에너지는 약 1μm의 패턴 해상도만 구현할 수 있다. 반면 DUV, EUV 등은 더 높은 해상도를 구현할 수 있지만, 대기업들만 감당할 수 있는 고가의 장비를 사용해야 한다. 그 외, 입자빔 리소그래피에서, 전자빔 리소그래피, 집속 이온빔 리소그래피는 해상도를 어느 정도 향상시킬 수 있지만, 소요 시간이 길고 여러 번 순환 기록하는 공정이 필요하므로, 작업 효율이 크게 떨어진다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 결함을 극복하기 위하여 방법이 간단하고, 종래 기술보다 라인 폭이 더 작으며, 반도체 공정에 널리 사용될 수 있고, 광범위한 연구 및 응용 가치의 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 다음과 같은 기술적 해결책에 의해 구현될 수 있다:
포지티브 및 네거티브 포토레지스트, 즉 광원 응답에 대한 포지티브 레지스트와 네거티브 레지스트의 차이 및 노광 중 획득되는 노광 에너지의 차이를 이용하여, 서로 매칭하는 포지티브 및 네거티브 포토레지스트의 실제 현상 후 패턴 크기의 차이를 이용하여, 원래의 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 획득하고, 윤곽선 폭이 원래의 패턴의 피처 라인 폭보다 작도록 하고 라인 밀도를 배가시킨 후, 기판 재료 또는 증착 재료에 대한 에칭 공정을 결합하여, 패턴을 타깃 재료에 추가로 전사할 수 있으며, 구체적인 방식은 다음과 같다:
이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법은,
(1) 기판 재료를 세척한 후, 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 도말하고, 건조시키며; 다시 포지티브 포토레지스트에 한 층의 네거티브 포토레지스트를 도말하고, 건조시키는 단계;
(2) 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노광시키고, 노광 후, 네거티브 포토레지스트와 포지티브 포토레지스트에 크기가 상이한 노광 패턴을 각각 형성한 후, 건조시키는 단계;
(3) 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계;
(4) 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시키는 단계;
(5) 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및
(6) 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.
또한, (4) 단계를 실행하여, 템플릿 패턴을 윤곽선 패턴으로 변환하고, (5) 단계를 실행하여, 윤곽선 패턴을 기판 재료에 전사한다.
또한, 기판 재료는 반도체, 금속, 절연체, 폴리머 또는 복합 재료를 포함한다. 예를 들어 실리콘 웨이퍼 또는 표면에 한 층의 실리콘 산화물 박막이 부착된 실리콘 웨이퍼가 있다.
또한, 실리콘 웨이퍼 기판에서 이중층 포토리소그래피 후의 윤곽선 패턴을 증착 재료에 전사하는 방법은, 구체적으로,
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅: 세척된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정하며; 포지티브 포토레지스트를 분사 또는 드롭 코팅하고, 포토레지스트를 스핀 코팅한 후, 건조시키는 단계;
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅: 냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정하며; 네거티브 포토레지스트를 분사 또는 드롭 코팅하고, 네거티브 포토레지스트를 스핀 코팅한 후, 건조시키는 단계;
(3) 노광: 상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 노광 테이블에 밀착 고정하고, 노광원 바로 아래에 놓고, 광원을 켜며, 마스크 또는 노광원 집속 장치를 통해, 노광 작업을 수행하며, 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간 또는 노광량을 조절하고; 노광 종료 후, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨 건조시키는 단계;
(4) 현상:
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 네거티브 포토레지스트 현상액에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하며; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시키고; (비고: 포지티브 및 네거티브 레지스트 현상액이 동일하면, 탈이온수 세척 단계는 생략 가능함)
다시 실리콘 웨이퍼를 포지티브 포토레지스트 현상액에 놓는 동시에, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 불완전하게 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시켜, 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조하는 것인 단계;
(6) 재료 증착(금속 재료인 경우 예시): 현상 후의 실리콘 웨이퍼를 증발 코터 내에 넣고, 5nm의 티타늄 박막과 50nm의 금 박막을 각각 열 증발시키고, 5nm의 티타늄 박막을 금 박막의 접착층으로 사용하는 단계; 및
(7) 포토레지스트 제거: 캐비티가 냉각된 후, 진공을 해제하고, 코팅 후의 실리콘 웨이퍼를 꺼내는 단계를 포함한다. 실리콘 웨이퍼를 아세톤에 침지시키고, 포토레지스트가 모두 제거될 때까지 초음파로 세척하며, 금속 윤곽선 패턴을 남긴다.
또한, 표면에 두꺼운 실리콘 산화물 박막이 성장된 실리콘 웨이퍼 표면에 실리콘 산화물 윤곽선 패턴을 제조하는 방법은, 구체적으로,
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅: 실리콘 산화물 웨이퍼에 대해, 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행한 후, 베이킹을 수행하는 단계;
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅: 냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정하며, 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행한 후, 베이킹을 수행하는 단계;
(3) 노광: 상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 노광 테이블에 밀착 고정하고, 노광원 바로 아래에 놓고, 광원을 켜며, 마스크 또는 노광원 집속 장치를 통해, 노광 작업을 수행하며, 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간 또는 노광량을 조절하고; 노광 종료 후, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨 건조시키는 단계;
(4) 현상:
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 네거티브 포토레지스트 현상액에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하며; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시키고; (비고: 포지티브 및 네거티브 레지스트 현상액이 동일하면, 탈이온수 세척 및 질소 송풍 건조 단계는 생략 가능함)
다시 실리콘 웨이퍼를 포지티브 포토레지스트 현상액에 놓는 동시에 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 불완전하게 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시켜, 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조하는 것인 단계;
(5) 건식 에칭: 실리콘 웨이퍼를 이온 에칭기 내에 넣고, 플라즈마 가스 에칭을 통해 이산화규소 마스크층을 에칭하면, 정사각형 윤곽선 패턴 지점에서, 사전 증착된 이산화규소층을 제거하여, 하면의 실리콘계를 노출시킬 수 있는 단계; 및
(6) 포토레지스트 제거: 실리콘 웨이퍼를 아세톤에 침지시키고, 포토레지스트가 모두 제거될 때까지 초음파 세척하여, 이산화규소 정사각형 윤곽선을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 스핀 코팅 과정은 500 내지 8000rpm의 회전 속도로 스핀 코팅을 수행하는 단계를 포함하며; 스핀 코팅 후 건조 온도는 30 내지 300℃이다.
또한, 스핀 코팅 과정은 2000 내지 8000rpm의 회전 속도로 30 내지 40초 동안 스핀 코팅을 수행하는 단계를 포함하며; 스핀 코팅 후 건조 온도는 90 내지 100℃이고, 시간은 30 내지 90초이다.
또한, 노광은 단일 노광의 방식을 채택한다.
또한, 노광은 다중 노광의 방식을 채택할 수도 있다. 즉, 여러 번에 걸친 더 짧은 시간 또는 더 작은 용량의 다중 노광으로 분할하여 중첩시켜 구현할 수도 있다. 또한, 노광원은 자외선 광원, 심자외선 광원, 극자외선 광원, 이온빔, 전자빔 또는 X-선일 수 있다.
또한, 노광원의 파장은 1 내지 500nm이고, 노광 후 건조 온도는 30 내지 300℃이다.
또한, 노광원의 파장은 350 내지 400nm이고, 노광 후 건조 온도는 95 내지 105℃이다.
또한, 포지티브 포토레지스트는 포지티브 자외선 포토레지스트, 포지티브 심자외선 포토레지스트, 포지티브 극자외선 포토레지스트, 포지티브 전자빔 포토레지스트, 포지티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함하며, MICROPOSIT S1800 시리즈 포토레지스트, BCI-3511 포토레지스트, AZ 시리즈 포토레지스트(예를 들어 AZ 111, AZ 1500, AZ 3300, AZ 4999, AZ 6600, AZ 8112, AZ 3000, AZ 1075, AZ 700, AZ 900), HNR 500 시리즈 포토레지스트, OiR 시리즈 포토레지스트, TDMR-AR80 HP 6CP, PR1 시리즈 포토레지스트, ma-P 1200 시리즈 포토레지스트, SPR 시리즈 포토레지스트(예를 들어 SPR 220, SPR 660, SPR3000 등), PMMA 시리즈 포토레지스트 등을 포함한다.
네거티브 포토레지스트는, 네거티브 자외선 포토레지스트, 네거티브 심자외선 포토레지스트, 네거티브 현상 심자외선 포토레지스트, 네거티브 극자외선 포토레지스트, 네거티브 전자빔 포토레지스트, 네거티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함하며, NANO™ SU-8 시리즈, HSQ, AZ 시리즈 포토레지스트(예를 들어 AZ N4000, AZ N6000), HNR 시리즈 포토레지스트, SC 시리즈 포토레지스트, ma-N 시리즈 포토레지스트(예를 들어 ma-N 400, ma-N 1400), AZ® nLOF® 2000 시리즈, AZ® nLOF® 5500 포토레지스, NR7-PY 시리즈, NR9-PY 시리즈, JSR WPR 시리즈, NR71 시리즈 NR9 시리즈 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
또한 일반적으로 포토레지스트 현상액은 사용되는 포토레지스트에 대응하는 현상액이다. 예를 들어, 포지티브 포토레지스트 현상액은 TMAH 2.38%, MF-26A일 수 있고, 네거티브 포토레지스트 현상액은 TMAH 2.38%, SU-8 현상액 등일 수 있다.
또한, 템플릿 패턴의 피처 라인 폭 또는 피처 치수는 2nm 내지 1000μm이다.
또한, 템플릿 패턴의 피처 라인 폭 또는 피처 치수는 2nm 내지 1μm이다.
또한, 재료 증착 기술에는 전기화학적 증착, 전기도금, CVD 증착, 레이저 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 열 증발, 전자빔 증발 또는 원자 증착이 포함되나 이에 한정되지 않는다.
에칭 기술에는, 습식 에칭 또는 건식 에칭이 포함되고, 습식 에칭에는 전기화학적 에칭 또는 선택적 에칭 액체 에칭이 포함되고, 건식 에칭에는 이온 에칭 또는 화학적 반응성 이온 에칭이 포함된다.
또한, 노광 단계에서, 투영식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 투과하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시킨다.
또한, 노광 단계에서, 차폐식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 투과하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시킨다.
또한, 노광 단계에서, 반사식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크에서 반사를 수행하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시킨다.
또한, 집속 직접 기록에는 자외선 직접 기록, 심자외선 직접 기록, 극자외선 직접 기록, 이온빔 직접 기록, 전자빔 직접 기록 또는 X-선 직접 기록이 포함되나 이에 한정되지 않는다.
또한, 기판 재료는 반도체, 금속, 절연체, 폴리머 또는 복합 재료를 포함한다.
본 발명은 포토리소그래피 시스템을 더 제공하며, 여기에는 스핀 코팅부, 건조부, 노광부, 현상부, 증착 에칭부 및 포토레지스트 제거부가 포함되고, 포토리소그래피 시스템은,
(1) 스핀 코팅부를 이용하여 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키며; 스핀 코팅부를 이용하여 포지티브 포토레지스트에서 포지티브 포토레지스트에 매칭되는 한 층의 네거티브 포토레지스트를 다시 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계:
(2) 노광부를 이용하여 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노출시켜, 네거티브 포토레지스트와 포지티브 포토레지스트에 크기가 상이한 노광 패턴을 각각 형성한 후, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계;
(3) 현상부를 이용하여 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계;
(4) 현상부를 이용하여 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시키는 단계;
(5) 증착 에칭부를 이용하여 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및
(6) 포토레지스트 제거부를 이용하여 포토레지스트를 제거하는 단계를 실행하는 데 사용된다.
본 발명은 상술한 포토리소그래피 시스템이 각각의 단계를 실행하도록 제어하는 데 사용되는 포토리소그래피 시스템 제어 방법을 더 제공한다.
본 발명은 메모리, 프로세서, 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 장치를 더 제공하며, 프로세서가 컴퓨터 프로그램을 실행하면 포토리소그래피 시스템 제어 방법이 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 프로세서에 의해 실행될 때 포토리소그래피 시스템 제어 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체를 더 제공한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명은 이하의 장점을 갖는다:
(1) 본 발명은 종래 포토리소그래피의 고효율, 저비용 및 간단한 조작의 특징을 유지하고, 서브미크론 해상도 패턴 제조 측면에서 종래 포토리소그래피의 한계를 보완하였다.
(2) 본 발명은 원래 마스크 패턴의 치수 소형화를 구현하였다.
도 1은 실시예 1의 흐름도이다.
도 2는 실시예 2의 흐름도이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 금 나노와이어 패턴이다.
이하에서는 첨부 도면과 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 기술적 해결책을 전제로 실시되며, 상세한 실시방식과 구체적인 조작 과정이 제공되나, 본 발명의 보호 범위는 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
<이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법>
본 발명은 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법을 제공하며, 이 방법은 이하의 단계를 포함한다:
(1) 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 도말하여, 건조시킨다.
다시 포지티브 포토레지스트에 한 층의 네거티브 포토레지스트를 도말하여, 건조시킨다.
포지티브 포토레지스트는 포지티브 자외선 포토레지스트, 포지티브 심자외선 포토레지스트, 포지티브 극자외선 포토레지스트, 포지티브 전자빔 포토레지스트, 포지티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함한다. 네거티브 포토레지스트는 네거티브 자외선 포토레지스트, 네거티브 심자외선 포토레지스트, 네거티브 극자외선 포토레지스트, 네거티브 전자빔 포토레지스트, 네거티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함한다.
실제로, 상이한 모델의 포지티브 및 네거티브 포토레지스트는 매칭율을 사전 확인해야 하며, 이하에서는 2개의 포지티브 및 네거티브 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹을 제공한다: 첫 번째 그룹은 포지티브 포토레지스트 모델이 SPR 660이고, 네거티브 포토레지스트 모델이 SU-8 2이며; 두 번째 그룹은 포지티브 포토레지스트 모델이 AZ 1500이고, 네거티브 포토레지스트 모델이 AZ nlof 2020이다.
포지티브 포토레지스트(예를 들어 SPR 660, AZ 1500)를 스핀 코팅하는 과정은, 먼저 800 내지 1000rpm의 회전 속도로 5 내지 10초 동안 스핀 코팅을 수행하고(이 단계는 생략 가능), 다시 2000 내지 5000rpm의 회전 속도로 30 내지 40초 동안 스핀 코팅을 수행하며, 90 내지 100℃에서 30 내지 50초 동안 베이킹을 수행하는 것이다.
네거티브 포토레지스트(예를 들어 SU-8 2, AZ nlof 2020)를 스핀 코팅하는 과정은, 먼저 800 내지 1000rpm의 회전 속도로 5 내지 10초 동안 스핀 코팅을 수행하고(이 단계는 생략 가능), 다시 4000 내지 8000rpm의 회전 속도로 30 내지 40초 동안 스핀 코팅을 수행하며, 95 내지 100℃에서 60 내지 90초 동안 베이킹을 수행하는 것이다. 상이한 회전 속도는 포토레지스트 막 두께 정도를 결정한다. 막 두께에 따라, 사전 베이킹의 온도와 시간, 및 이후의 노광량, 노광 시간, 현상 시간 등을 조절한다.
여기에서, 기판 재료는 반도체, 금속, 절연체, 폴리머 또는 복합 재료를 포함한다.
(2) 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트에 대해 단일 노광을 수행하고, 노광 후, 네거티브 포토레지스트 및 포지티브 포토레지스트에 크기가 상이한 노광 패턴을 각각 형성한 후, 건조시키며, 여기에서, 노광원은 자외선 광원, 심자외선 광원, 극자외선 광원, 이온빔, 전자빔 또는 X-선을 포함한다. 집속 직접 기록에는 자외선 직접 기록, 심자외선 직접 기록, 극자외선 직접 기록, 이온빔 직접 기록, 전자빔 직접 기록 또는 X-선 직접 기록이 포함된다. 템플릿 패턴의 피처 라인 폭 또는 피처 치수는 2nm 내지 1000μm이다.
사전 베이킹된 실리콘 웨이퍼를 마스크 아래에 고정한 후, 자외선 광원 아래에 놓고, 자외선 광원을 켜서 포토리소그래피를 수행하며, 노광 시간은 사용하는 포지티브 및 네거티브 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹에 따라 조절한다. 상기에서 언급한 쌍을 이루는 것을 예로 들면, 350 내지 400nm 파장에서 100 내지 200mJ/cm2의 노광량이 SPR 660과 SU-8 2, AZ 1500과 AZ nlof 2020의 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹에 적합하다. UV 파장의 사용과 노광량은 자외선에 대한 상이한 두께의 네거티브 포토레지스트(예를 들어 SU-8 2, AZ nlof 2020)의 흡수 작용을 고려하여, 하층의 포지티브 포토레지스트(예를 들어 SPR 660, AZ 1500)에서 충분한 노광량을 획득할 수 있도록 보장해야 한다. SPR 660과 SU-8 2, AZ 1500과 AZ nlof 2020의 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹은 특정 파장에서 노광량에 대한 반응이 상이하기 때문에, 마스크 패턴 기반의 상이한 치수의 패턴을 획득할 수 있다.
(3) 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 네거티브 포토레지스트를 현상한다.
(4) 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시켜, 템플릿 패턴을 윤곽선 패턴으로 변환시킨다.
상기에서 언급한 쌍을 이루는 것을 예로 들면, 노광 종료 후, 마스크를 제거하고, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮기고, 95 내지 105℃에서 40 내지 90초 동안 베이킹을 수행한다. 노광 후 베이킹이 종료되고, 각각 현상을 수행하며, 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 대응하는 네거티브 포토레지스트 현상액(예를 들어 SU-8 현상액, TMAH-2.38%)에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하는 것이다. 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내고 물로 세척하며, 질소 흐름으로 송풍 건조하고; 다시 실리콘 웨이퍼를 대응하는 포지티브 포토레지스트 현상액(예를 들어 MF-26A, TMAH-2.38%)에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노출된 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 세척하는 동시에, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 불완전하게 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조한다. 템플릿 패턴 기반의 중공 라인형 패턴을 제조한다.
현상액을 선택할 때, 선택한 현상액의 주성분이 다른 경우, 네거티브 레지스트 현상액이 포지티브 레지스트에 작용하지 않으므로, 현상의 단계적 수행이 보장되어, 최고 품질의 패턴을 획득할 수 있다. 동시에, 연구를 통해 발견된 바에 따르면, 사용된 네거티브 레지스트 현상액이 동시에 포지티브 레지스트에 대해 현상할 때, 두 단계의 현상 시간을 중첩시킬 수 있으므로, 노광되지 않은 네거티브 레지스트를 제거한 후, 포지티브 레지스트에 대한 부분 현상을 구현할 수 있고, 주사 전자 현미경으로 확인된 바에 따르면, 외부 윤곽의 패턴화에 현저한 영향을 미치지 않는다. 요약하면, 실험 전에, 포지티브 레지스트와 네거티브 레지스트 및 대응하는 현상액에 대해 교차 실험을 실행하여, 가장 적합한 현상 공정을 제정해야 한다.
(5) 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 윤곽선 패턴을 기판 재료에 전사하며; 여기에서, 재료 증착 기술에는 전기화학적 증착, 전기도금, CVD 증착, 레이저 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 열 증발, 전자빔 증발 또는 원자 증착이 포함된다. 에칭 기술에는 습식 에칭 또는 건식 에칭이 포함되고, 습식 에칭에는 전기화학적 에칭 또는 선택적 에칭 액체 에칭이 포함되고, 건식 에칭에는 이온 에칭 또는 화학적 반응성 이온 에칭이 포함된다.
(6) 포토레지스트를 제거한다.
<포토리소그래피 시스템>
본 발명은 포토리소그래피 시스템을 더 제공하며, 여기에는 스핀 코팅부, 건조부, 노광부, 현상부, 증착 에칭부 및 포토레지스트 제거부가 포함되고, 포토리소그래피 시스템은 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법을 실시하는 데 사용된다. 구체적으로,
(1) 스핀 코팅부를 이용하여 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키며; 스핀 코팅부를 이용하여 포지티브 포토레지스트에서 포지티브 포토레지스트에 매칭되는 한 층의 네거티브 포토레지스트를 다시 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계:
(2) 노광부를 이용하여 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노출시켜, 네거티브 포토레지스트와 포지티브 포토레지스트에 각각 크기가 상이한 노광 패턴을 형성한 후, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계;
(3) 현상부를 이용하여 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계;
(4) 현상부를 이용하여 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시키는 단계;
(5) 증착 에칭부를 이용하여 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및
(6) 포토레지스트 제거부를 이용하여 포토레지스트를 제거하는 단계를 실행하는 데 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 포토리소그래피 시스템이 각각의 단계를 실행하도록 제어하는 데 사용되는 포토리소그래피 시스템 제어 방법을 더 제공한다.
본 발명은 메모리, 프로세서, 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 장치를 더 제공하며, 프로세서가 컴퓨터 프로그램을 실행하면 포토리소그래피 시스템 제어 방법이 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 프로세서에 의해 실행될 때 포토리소그래피 시스템 제어 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체를 더 제공한다.
<실시예>
이하에서는, 본 발명의 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법의 구체적인 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
실시예 1
본 실시예 1에서, 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술 기반의 금 나노와이어 어레이 제조 과정은 도 1에 도시된 바와 같고, 구체적으로 이하 단계를 포함한다:
(1) 실리콘 웨이퍼 세척:
진한 황산을 사용하여 20 내지 30분 동안 초음파 세척을 수행한다.
탈이온수를 사용하여 20 내지 30분 동안 초음파 세척을 수행한다.
에탄올을 사용하여 20 내지 30분 동안 초음파 세척을 수행한다.
실리콘 웨이퍼 기판을 질소로 송풍 건조하고, 건식 에칭기에 넣고, 산소 플라즈마로 1 내지 2분 동안 에칭 및 세척한다.
(2) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅
세척된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 이용하여 포지티브 포토레지스트 SPR 660 또는 AZ 1500을 2 내지 4방울 드롭 코팅하고, 800rpm × 5초 + 2500rpm × 30초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 95 내지 100℃에서 40초 동안 베이킹한다.
(3) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅
냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 이용하여 네거티브 포토레지스트 SU-8 2 또는 AZ nlof 2020을 2 내지 4방울 드롭 코팅하고, 1000rpm × 5초 + 4000rpm × 40초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 100 내지 110℃에서 60초 동안 베이킹한다.
(4) 자외선 노광
상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 5μm 라인 어레이의 마스크 하에 밀착 고정시키고, 진공 펌핑하고 자외선 광원 바로 아래에 놓고, 광원을 켜서 포토리소그래피 작업을 수행한다. 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간을 조정한다. 노광 종료 후, 마스크를 꺼내고, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨, 100℃에서 45초 동안 베이킹한다. 여기에서, 노광량은 예를 들어 100mJ/cm2이며, 이는 수요에 따라 변경할 수 있다.
(5) 현상
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 대응하는 네거티브 포토레지스트 현상액 SU-8 현상액 또는 TMAH-2.38%에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하며; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시키고; (비고: 포지티브 및 네거티브 레지스트 현상액이 동일하면, 탈이온수 세척 및 질소 송풍 건조 단계는 생략 가능함)
다시 실리콘 웨이퍼를 대응하는 포지티브 포토레지스트 현상액 MF-26A 또는 TMAH-2.38%에 넣어, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 불완전하게 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조하는 것이다. 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조한다.
(6) 재료 증착
현상 후의 실리콘 웨이퍼를 증발 코터 내에 넣고, 분자 펌프는 10-6Pa로 진공 펌핑하고, 1Å/s와 0.5Å/s의 속도로 5nm의 티타늄 박막과 50nm의 금 박막을 각각 열 증발시킨다. 티타늄 박막을 금 박막의 접착층으로 사용한다.
(7) 포토레지스트 제거
캐비티가 냉각된 후, 진공을 해제하고, 코팅 후의 실리콘 웨이퍼를 꺼낸다. 실리콘 웨이퍼를 아세톤에 침지시키고, 포토레지스트가 모두 제거될 때까지 초음파로 세척하며, 라인 폭이 ~200nm인 금 나노와이어 패턴을 남긴다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이 방법을 사용하여 획득한 금속 나노와이어의 주사 전자 현미경 사진은, 그 피처 라인 폭이 200nm보다 작다.
실시예 2
본 실시예 2에서, 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술을 기반으로, 표면에 100nm 두께 실리콘 산화물 막이 성장된 실리콘 웨이퍼 표면에 실리콘 산화물 윤곽화 패턴을 제조하는 과정은 도 2에 도시된 바와 같고, 구체적으로 이하 단계를 포함한다:
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅
실리콘 산화물 웨이퍼를, 2500rpm의 조건 하에서, 포지티브 포토레지스트 SPR 660 또는 AZ 1500의 스핀 코팅을 30 내지 40초 동안 수행하며, 95 내지 100℃에서 40초 동안 베이킹한다.
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅
냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 4000rpm의 조건 하에서, 네거티브 포토레지스트 SU-8 2 또는 AZ nlof 2020의 스핀 코팅을 30 내지 40초 동안 수행하고, 100 내지 110℃에서 60초 동안 베이킹한다.
(3) 자외선 노광
상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 5μm 정사각형 패턴 마스크 하에 밀착 고정시키고, 진공 펌핑하고 자외선 광원 바로 아래에 놓고, 광원을 켜서 포토리소그래피 작업을 수행한다. 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간을 조정한다. 노광 종료 후, 마스크를 꺼내고, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨, 100℃에서 45초 동안 베이킹한다. 여기에서, 노광량은 예를 들어 100mJ/cm2이며, 노광량은 수요에 따라 변경할 수 있다.
(4) 현상
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 네거티브 포토레지스트 현상액 SU-8 현상액 또는 TMAH-2.38%에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하며; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 탈이온수로 세척하고, 질소로 송풍 건조시키고; (비고: 포지티브 및 네거티브 레지스트 현상액이 동일하면, 탈이온수 세척 및 질소 송풍 건조 단계는 생략 가능함)
다시 실리콘 웨이퍼를 포지티브 포토레지스트 현상액 MF-26A 또는 TMAH-2.38%에 넣어, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 불완전하게 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조시키는 것이다. 템플릿 패턴 기반의 정사각형 윤곽선 패턴을 제조한다.
(5) 건식 에칭
실리콘 웨이퍼를 이온 에칭기 내에 넣고, 플라즈마 가스 에칭을 통해 이산화규소 마스크층을 에칭하면, 정사각형 윤곽선 패턴 지점에서, 사전 증착된 이산화규소층을 제거하여, 하면의 실리콘계를 노출시킬 수 있다.
(6) 포토레지스트 제거
실리콘 웨이퍼를 아세톤에 침지시키고, 포토레지스트가 모두 제거될 때까지 초음파 세척하여, 이산화규소 정사각형 윤곽선을 제조한다.
실시예 3
노광의 경우, 실시예 1 및 2에서는, 실리콘 웨이퍼 기판을 마스크 하에 밀착 고정하고 진공 펌핑하며 자외선 광원 바로 아래에 놓는 노광 방식을 사용하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술은 투영식 노광의 방식을 사용할 수도 있다. 이하, 본 실시예 3에서는, 자외선 파장이 400nm 미만의 투영식 자외선 포토리소그래피 시스템을 예로 들며, 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술의 주요 단계를 설명한다.
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅
세척된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 사용하여 포지티브 포토레지스트를 드롭 코팅하고, 500rpm × 5초 + 4000rpm × 40초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 130℃에서 10초 동안 베이킹을 수행한다.
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅
냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 사용하여 네거티브 포토레지스트를 드롭 코팅하고, 500rpm × 5초 + 4000rpm × 40초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 90℃에서 60초 동안 베이킹을 수행한다.
(3) 투영식 자외선 노광
상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 투영식 포토리소그래피 기기의 샘플 테이블에 밀착 고정하고, 포토리소그래피 마스크를 통해, 투영식 자외선 노광 작업이 수행된다. 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간을 조정한다. 노광 종료 후, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨, 110℃에서 90초 동안 베이킹한다. 여기에서, 노광량은 예를 들어 100mJ/cm2이며, 이는 수요에 따라 변경할 수 있다.
(4) 현상
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 네거티브 레지스트 현상액(TMAH-2.38%)에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하고;
포지티브 레지스트 현상액(TMAH-2.38%)을 이용하여, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 부분적으로 현상 및 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조시키는 것이다. 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조한다.
(5) 후속적으로 재료 증착 또는 건식/습식 에칭 등 단계를 추가로 결합하여 돌출되거나 오목한 구조를 구현할 수 있으며, 실시예 1의 (6), (7) 단계, 실시예 2의 (5), (6) 단계와 유사하기 때문에, 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
실시예 4
노광의 경우, 실시예 1 및 2에서는, 실리콘 웨이퍼 기판을 마스크 하에 밀착 고정하고 진공 펌핑하며 자외선 광원 바로 아래에 놓는 노광 방식을 사용하였으나, 실시예 3에서는, 투영식 노광의 방식을 사용하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술은 전자빔 직접 기록 노광의 방식을 사용할 수도 있다. 이하, 본 실시예 4에서, 전자빔 직접 기록 노광을 사용하는 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술의 주요 단계에 대해 설명한다.
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅
세척된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 포지티브 전자빔 포토레지스트 PMMA을 드롭 코팅하고, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하며, 사전 베이킹을 수행한다.
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅
냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 네거티브 전자빔 포토레지스트 HSQ를 드롭 코팅하고, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하며, 사전 베이킹을 수행한다.
(3) 전자빔 직접 기록 노광
상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 전자빔 직접 기록 시스템 내에 놓고, 전자빔 직접 기록 작업을 수행한다. 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 전자빔 노광량을 조정한다. 전자빔 직접 기록 노광이 종료된 후, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮기고, 노광 후 베이킹을 수행한다. 여기에서, 노광량은 예를 들어 500μC/cm2이며, 이는 수요에 따라 변경할 수 있다.
(4) 현상
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 전자빔 네거티브 레지스트 현상액(TMAH 현상액)에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조하고;
다시 실리콘 웨이퍼를 포지티브 전자빔 포토레지스트 현상액(MIBK:IPA 현상액)에 넣어, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트 PMMA를 부분적으로 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조시키는 것이다. 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조한다.
(5) 후속적으로 재료 증착 또는 건식/습식 에칭 등 단계를 추가로 결합하여 돌출되거나 오목한 구조를 구현할 수 있으며, 실시예 1의 (6), (7) 단계, 실시예 2의 (5), (6) 단계와 유사하기 때문에, 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
실시예 5
노광의 경우, 실시예 1 및 2에서는, 실리콘 웨이퍼 기판을 마스크 하에 밀착 고정하고 진공 펌핑하며 자외선 광원 바로 아래에 놓는 노광 방식을 사용하였으나, 실시예 3에서는, 투영식 노광의 방식을 사용하였고, 실시예 4에서는, 전자빔 직접 기록 노광의 방식을 사용하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술은 자외선 직접 기록 노광의 방식을 사용할 수도 있다. 이하, 본 실시예 5에서, 자외선 직접 기록 노광을 사용하는 본 발명의 포지티브 및 네거티브 이중층 포토레지스트 포토리소그래피 기술의 주요 단계에 대해 설명한다.
(1) 포지티브 포토레지스트의 스핀 코팅
세척된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 사용하여 포지티브 포토레지스트(예를 들어, AZ 1500)를 드롭 코팅하고, 500rpm × 5초 + 4000rpm × 40초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 100℃에서 10초 동안 베이킹을 수행한다.
(2) 네거티브 포토레지스트의 스핀 코팅
냉각된 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터에 넣고, 진공 고정한다. 스포이드를 사용하여 네거티브 포토레지스트(예를 들어, AZ nlof 2020)를 드롭 코팅하고, 500rpm × 5초 + 4000rpm × 40초의 조건 하에서, 포토레지스트의 스핀 코팅을 수행하고, 110℃에서 60초 동안 베이킹을 수행한다.
(3) 자외선 직접 기록 노광
상기 단계를 거친 실리콘 웨이퍼 기판을 노광원 하에 밀착 고정하고, 자외선 직접 기록 시스템을 켜고 직접 기록 노광 작업을 수행한다. 포토레지스트 쌍을 이루는 그룹의 유형과 포토레지스트층의 두께에 따라 노광 시간을 조정한다. 노광 종료 후, 마스크를 꺼내고, 노광된 실리콘 웨이퍼를 가열 테이블로 옮겨, 110℃에서 60초 동안 베이킹한다. 여기에서, 노광량은 예를 들어 100mJ/cm2이며, 이는 수요에 따라 변경할 수 있다.
(4) 현상
노광 후 베이킹이 종료되고, 실리콘 웨이퍼가 실온으로 냉각된 후, 각각 현상을 수행하며, 이의 과정은, 포토리소그래피 후의 실리콘 웨이퍼를 네거티브 레지스트 현상액(TMAH-2.38%)에 넣어, 실리콘 웨이퍼에서 노광되지 않은 네거티브 포토레지스트를 세척하고;
포지티브 레지스트 현상액(TMAH-2.38%)을 이용하여, 노광된 네거티브 포토레지스트 하면의 노광되지 않은 포지티브 포토레지스트를 부분적으로 현상 및 제거하고; 그 후 실리콘 웨이퍼를 꺼내어 물로 세척하고, 질소 흐름으로 송풍 건조시키는 것이다. 템플릿 패턴 기반의 윤곽선 패턴을 제조한다.
(5) 후속적으로 재료 증착 또는 건식/습식 에칭 등의 단계를 추가로 결합하여 돌출되거나 오목한 구조를 구현할 수 있으며, 실시예 1의 (6), (7) 단계, 실시예 2의 (5), (6) 단계와 유사하기 때문에, 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
상술한 내용은 본 발명의 비교적 바람직한 실시예에 불과하고, 본 발명을 다른 형태로 한정하는 것은 아니며, 당업자는 개시된 기술 내용을 이용하여 동등하게 변경된 등가의 실시예로 변경 또는 개선할 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 해결책의 내용을 벗어나지 않고, 본 발명의 기술적 사실을 기반으로 상기 실시예에 대해 이루어진 간단한 수정, 동등한 변경와 개선은, 여전히 본 발명의 기술적 해결책의 보호 범위에 속한다.
본 발명의 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법은 반도체 공정, 칩 제조 등의 분야에서 널리 사용될 수 있으며, 광범위한 연구 및 응용 가치가 있다.

Claims (20)

  1. 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법으로서,
    (1) 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅하고, 건조시키고; 포지티브 포토레지스트에 포지티브 포토레지스트와 매칭되는 한 층의 네거티브 포토레지스트를 다시 스핀 코팅하고, 건조시키는 단계;
    (2) 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노광시켜, 상기 네거티브 포토레지스트와 상기 포지티브 포토레지스트에 크기가 상이한 노광 패턴을 각각 형성한 후, 건조시키는 단계;
    (3) 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 상기 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계;
    (4) 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 상기 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 상기 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시키는 단계;
    (5) 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 상기 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및
    (6) 상기 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (4) 단계를 실행하여, 템플릿 패턴을 윤곽선 패턴으로 변환하고,
    (5) 단계를 실행하여, 상기 윤곽선 패턴을 기판 재료에 전사하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스핀 코팅의 과정은 500 내지 8000rpm의 회전속도 하에서 스핀 코팅하는 단계를 포함하고, 스핀 코팅 후 건조 온도는 30 내지 300℃인 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노광은 단일 노광의 방식을 채택하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노광은 다중 노광의 방식을 채택하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노광원에는 자외선 광원, 심자외선 광원, 극자외선 광원, 이온빔, 전자빔 또는 X-선이 포함되는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 노광원의 파장은 1 내지 500nm이고, 노광 후 건조 온도는 30 내지 300℃인 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 포지티브 포토레지스트는 포지티브 자외선 포토레지스트, 포지티브 심자외선 포토레지스트, 포지티브 극자외선 포토레지스트, 포지티브 전자빔 포토레지스트, 포지티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함하고,
    상기 네거티브 포토레지스트는 네거티브 자외선 포토레지스트, 네거티브 심자외선 포토레지스트, 네거티브 현상 심자외선 포토레지스트, 네거티브 극자외선 포토레지스트, 네거티브 전자빔 포토레지스트, 네거티브 이온빔 포토레지스트 또는 포지티브 X-선 포토레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현상액은 사용되는 포토레지스트에 대응하는 현상액인 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 템플릿 패턴의 피처 라인 폭 또는 피처 치수가 2nm 내지 1000μm인 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 재료 증착 기술에는 전기화학적 증착, 전기도금, CVD 증착, 레이저 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링, 열 증발, 전자빔 증발 또는 원자 증착이 포함되나 이에 한정되지 않고,
    상기 에칭 기술에는 습식 에칭 또는 건식 에칭이 포함되고, 상기 습식 에칭에는 전기화학적 에칭 또는 선택적 에칭 액체 에칭이 포함되고, 상기 건식 에칭에는 이온 에칭 또는 화학적 반응성 이온 에칭이 포함되는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    (2) 단계에서, 투영식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 상기 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 투과하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시키는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    (2) 단계에서, 차폐식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 상기 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 투과하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시키는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    (2) 단계에서, 반사식 노광의 방식을 이용하여, 노광원 하에서, 상기 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크에서 반사를 수행하여, 두 층의 포토레지스트를 노광시키는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 집속 직접 기록에는 자외선 직접 기록, 심자외선 직접 기록, 극자외선 직접 기록, 이온빔 직접 기록, 전자빔 직접 기록 또는 X-선 직접 기록이 포함되나 이에 한정되지 않는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판 재료는 반도체, 금속, 절연체, 폴리머 또는 복합 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이중층 포토레지스트 기반의 포토리소그래피 방법.
  17. 스핀 코팅부, 건조부, 노광부, 현상부, 증착 에칭부 및 포토레지스트 제거부를 포함하는 포토리소그래피 시스템으로서,
    (1) 상기 스핀 코팅부를 이용하여 기판에 한 층의 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키며; 스핀 코팅부를 이용하여 상기 포지티브 포토레지스트에서 포지티브 포토레지스트에 매칭되는 한 층의 네거티브 포토레지스트를 다시 스핀 코팅하고, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계:
    (2) 상기 노광부를 이용하여 노광원 하에서, 템플릿 패턴의 포토리소그래피 마스크를 사용하거나 집속 직접 기록을 통해, 두 층의 포토레지스트를 노출시켜, 상기 네거티브 포토레지스트와 상기 포지티브 포토레지스트에 크기가 상이한 노광 패턴을 각각 형성한 후, 건조부를 이용하여 건조시키는 단계;
    (3) 상기 현상부를 이용하여 네거티브 레지스트 현상액을 사용하여 상기 네거티브 포토레지스트를 현상하는 단계;
    (4) 상기 현상부를 이용하여 상기 포지티브 레지스트 현상액을 사용하여 포지티브 포토레지스트에 대해 제어 가능한 현상을 수행하여, 상기 포지티브 포토레지스트의 노광 패턴의 에지 부분만 씻어내고, 기판 재료를 노출시키는 단계;
    (5) 상기 증착 에칭부를 이용하여 재료 증착 기술 또는 에칭 기술을 통해, 상기 기판 재료에 패턴을 형성하는 단계; 및
    (6) 상기 포토레지스트 제거부를 이용하여 포토레지스트를 제거하는 단계
    를 실행하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 포토리소그래피 시스템.
  18. 제17항에 따른 포토리소그래피 시스템이 각각의 단계를 실행하도록 제어하는 데 사용되는, 포토리소그래피 시스템 제어 방법.
  19. 메모리, 프로세서, 및 메모리에 저장되고 프로세서에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 장치로서,
    상기 프로세서가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하면 제18항에 따른 포토리소그래피 시스템 제어 방법이 구현되는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 장치.
  20. 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    프로세서에 의해 실행될 때 제18항에 따른 포토리소그래피 시스템 제어 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 저장된, 컴퓨터 판독 가능 매체.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115793414B (zh) * 2022-12-26 2023-06-02 有研国晶辉新材料有限公司 一种可调控高度比例的高深宽比微结构的制备方法
CN116054770B (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 北京中科飞鸿科技股份有限公司 剥离工艺制备叉指电极的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294815A (ja) * 1985-06-21 1986-12-25 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
WO2010025198A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Tokyo Electron Limited Method of patterning a substrate using dual tone development
CN101969098B (zh) * 2010-08-11 2012-10-17 上海腾怡半导体有限公司 一种磁阻传感器的制造方法
CN104199252B (zh) * 2014-09-10 2017-10-27 中国科学院高能物理研究所 一种实现光刻胶微结构的方法
CN105116685B (zh) * 2015-09-24 2019-10-01 京东方科技集团股份有限公司 一种光刻胶图案的制作方法、彩色滤光片及显示装置
CN110989295A (zh) * 2019-11-18 2020-04-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种激光热模光刻图像反转胶及其光刻方法

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